转化工段增加循环氮气管线,缩短甲醇系统升温开车时间

【摘 要】焦炉气制甲醇的工艺系统中，因工艺设计的缺陷在系统开车中，精脱硫系统和转化系统不能同时进行升温，造成开车时间的延长。根据原工艺的管线设计，将系统进行管线改造。在加热炉A的氮气进口管上配置一根管线链接在加热炉B的焦炉气盘管进口上，这样就可以保证转化和精脱硫系统在升温过程中互不干涉，缩短系统开车的时间。

【关键词】焦炉气制甲醇 换热式转化 升温时间

1工艺系统介绍

我公司甲醇生产装置是由四川通用设计院设计的15万吨/年焦炉气制甲醇，现已连续安全运行多年。这套装置的转化工段采用了换热式转化工艺，这不同于其他单位的单纯二段炉的转化工艺，原理是：在脱硫合格，按照水汽比配入一定量的水蒸气、并且进行了一定程度的预热后的焦炉气，首先进入换热式转化炉的管程，管程里面装有转化触媒，先进行一定程度的甲烷转化反应，然后气体进入了二段炉，在二段炉里面通入一定量的氧气，进行燃烧，提高气体的温度，再在二段炉的触媒层进行深度的甲烷转化反应。利用二段炉出口的高温气体进入换转炉的壳程，给管内的焦炉气传热，提供转化所需要的热量。这套工艺的特点就是安全性能比较高，耗氧少，缺点是流程长，升温过程中散热比较大。特别是开车过程转化炉升温慢，耽误开车时间。如下图所示的工艺系统流程图。

转化二段炉是靠氧气的燃烧来提供热量的，要想投氧成功，必须二段炉炉头温度达到焦炉气的燃点640℃，由于氮气的比热比较低，所以当换转炉和二段炉里面触媒温度达到该压力下蒸汽露点温度（130℃）以上时候，（防止水泡触媒）转化工段要改为蒸汽升温。

2系统升温说明

在原设计中，精脱硫系统与转化系统是串到一起进行氮气升温的，就是用焦炉气压缩机抽空分来的常压氮气，进入精脱硫的加热炉A加热，然后经过精脱硫的铁钼预加氢槽、铁钼加氢槽、铁锰槽（2个）、二级加氢槽、氧化锌槽（2个），然后进入转化工段，在转化的加热炉b升温后，氮气进入换转炉和二段炉，给触媒升温，然后再冷却，从转化末端回到焦炉气压缩机入口进行加压循环。原始开车的时候可以，但装置运行一段时间后，当纯度达到99.99%的氮气经过精脱硫各个槽子时候，吸附了硫的脱硫剂很可能把硫又解析到氮气中，从而带到转化工段，导致转化触媒中毒。所以检维修后开车的时候，精脱硫工序只能是用焦炉气压缩机打氮气，经过加热炉A升温给精脱硫工序升温，氮气在末端放空。待精脱硫工段达到工作温度，把精脱硫工序切除，循环氮气通过加热炉A加热，通过精脱硫工序的大副线，去转化工序循环，把转化炉的整体温度升到蒸汽露点温度以上，停止氮气循环，改为蒸汽升温，这时再把精脱硫工序引入焦炉气，经过加热炉A升温到活性温度，然后再通入精脱硫工序，在末端放空。等待精脱硫后的焦炉气含硫

经过分析，我精脱硫系统各催化剂都是已经硫化、还原结束的，在开车时，可以直接用焦炉气升温，一个很重要的原因就是焦炉气进入精脱硫系统会有反应热产生，同时我们是焦炉气制甲醇工艺，检修期间焦炉气是放空的，这不存在原料气浪费问题，并且焦炉气量远大于氮气的量，精脱硫升温速度对比氮气快很多。那么在开车时，我们就可以把氮气直接给转化升温，这样既节约了开车时间，又减少焦炉气的浪费，只是把进入加热炉A的氮气管线在阀前配一根管线到气气换热器前就能解决这个问题。给精脱硫系统和转化系统同时升温就可以实现。焦炉气经加热炉A加热后，去精脱硫系统给各槽升温，在氧化锌后放空。同时氮气在进加热炉A前经新改造的管线直接到气气换热器，再进入加热炉B加热后去换转炉给转化系统升温。以达到缩短开车时间，为企业增加经济效益。

3项目改造优点

（1）将精脱硫与转化系统升温独立进行，互不影响，可根据工艺要求合理安排时间；（2）有效的利用了多余的焦炉气，节约了氮气，提高了精脱硫的升温速率；（3）将开车时间缩短了16小时；（4）增加了经济效益。

以生产每吨甲醇消耗2000Nm3焦炉煤气计算，在正常生产负荷焦炉气18000Nm3/h条件下，每吨精甲醇销售价2000元，则经技术改造后单次计划开车产生的经济效益：

18000Nm3/h÷2000Nm3/t×2000元/t ×16h=28.8万元。

作者简介：王立云（1986―），男，宁夏吴忠人，专科，助理工程师，宁夏庆华煤化集团有限公司。主要从事焦炉气制甲醇工艺生产。